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Entwicklung einer Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie (HTVPE) für die Herstellung von GaNLukin, Gleb 17 April 2018 (has links) (PDF)
Im Rahmen der Arbeit wurde eine neuartige Variante der Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie (HTVPE) für die Herstellung von GaN entwickelt, die eine hohe Flexibilität und bessere Kontrolle des Züchtungsprozesses ermöglicht. Für die Realisierung des Konzeptes wurde eine Züchtungsanlage für die HTVPE entworfen und aufgebaut. Des Weiteren wurde ein numerisches Modell des Wärme- und Stofftransports entwickelt und für die Untersuchungen der Transportphänomene im HTVPE-Reaktor sowie für die Weiterentwicklung des Züchtungsreaktors verwendet. Die systematischen Züchtungsexperimente zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Simulationsergebnissen und lieferten ein besseres Verständnis der HTVPE und ihres Anwendungspotentials. Die versbesserte Prozesskontrolle ermöglichte die erstmalige Anwendung der Niedertemperatur-Nukleation für die heteroepitaktische Abscheidung von GaN auf Saphir mit der HTVPE. Weiterhin wurden Wachstumsraten über 80 µm/h erreicht und das Potential der HTVPE für die Herstellung von GaN-Volumenschichten demonstriert.
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Selective growth of tilted ZnO nanoneedles and nanowires by PLD of patterned sapphire substratesShkurmanov, Alexander, Sturm, Chris, Lenzner, Jörg, Feuillet, Guy, Tendille, Florian, De Mierry, Philippe, Grundmann, Marius January 2016 (has links)
We report the possibility to control the tilting of nanoneedles and nanowires by using structured sapphire substrates. The advantage of the reported strategy is to obtain well oriented growth along a single direction tilted with respect to the surface normal, whereas the growth in other directions is suppressed. In our particular case, the nanostructures are tilted with respect to the surface normal by an angle of 58°. Moreover, we demonstrate that variation of the
nanostructures shape from nanoneedles to cylindrical nanowires by using SiO2 layer is observed.
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Entwicklung einer Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie (HTVPE) für die Herstellung von GaNLukin, Gleb 06 April 2018 (has links)
Im Rahmen der Arbeit wurde eine neuartige Variante der Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie (HTVPE) für die Herstellung von GaN entwickelt, die eine hohe Flexibilität und bessere Kontrolle des Züchtungsprozesses ermöglicht. Für die Realisierung des Konzeptes wurde eine Züchtungsanlage für die HTVPE entworfen und aufgebaut. Des Weiteren wurde ein numerisches Modell des Wärme- und Stofftransports entwickelt und für die Untersuchungen der Transportphänomene im HTVPE-Reaktor sowie für die Weiterentwicklung des Züchtungsreaktors verwendet. Die systematischen Züchtungsexperimente zeigten eine gute Übereinstimmung mit den Simulationsergebnissen und lieferten ein besseres Verständnis der HTVPE und ihres Anwendungspotentials. Die versbesserte Prozesskontrolle ermöglichte die erstmalige Anwendung der Niedertemperatur-Nukleation für die heteroepitaktische Abscheidung von GaN auf Saphir mit der HTVPE. Weiterhin wurden Wachstumsraten über 80 µm/h erreicht und das Potential der HTVPE für die Herstellung von GaN-Volumenschichten demonstriert.
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Copper Oxide ALD from a Cu(I) <beta>-Diketonate: Detailed Growth Studies on SiO2 and TaNWaechtler, Thomas, Roth, Nina, Mothes, Robert, Schulze, Steffen, Schulz, Stefan E., Gessner, Thomas, Lang, Heinrich, Hietschold, Michael 03 November 2009 (has links) (PDF)
The atomic layer deposition (ALD) of copper oxide
films from [(<sup>n</sup>Bu<sub>3</sub>P)<sub>2</sub>Cu(acac)]
and wet oxygen on SiO<sub>2</sub> and TaN has
been studied in detail by spectroscopic
ellipsometry and atomic force microscopy.
The results suggest island growth on SiO<sub>2</sub>,
along with a strong variation of the optical
properties of the films in the early stages of
the growth and signs of quantum confinement,
typical for nanocrystals. In addition, differences
both in growth behavior and film properties
appear on dry and wet thermal SiO<sub>2</sub>.
Electron diffraction together with transmission
electron microscopy shows that nanocrystalline
Cu<sub>2</sub>O with crystallites < 5 nm is
formed, while upon prolonged electron
irradiation the films decompose and metallic
copper crystallites of approximately 10 nm
precipitate. On TaN, the films grow in a
linear, layer-by-layer manner, reproducing the
initial substrate roughness. Saturated growth
obtained at 120°C on TaN as well as dry and
wet
SiO<sub>2</sub> indicates well-established ALD
growth regimes.
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© 2009 The Electrochemical Society.
All rights reserved.
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Herstellung und Charakterisierung duenner Schichten aus BornitridHahn, Jens 22 October 1997 (has links)
Mit den ionengestuetzten Schichtabscheideverfahren HF-Magnetronzerstaeubung mit
h-BN-Target und Bortarget und mit der DC-Magnetronzerstaeubung mit Bortarget wurden in
Argon/Stickstoffatmosphaere Bornitrid-Schichten abgeschieden. Die DC-
Magnetronzerstaeubung mit einem Bortarget stellt dabei eine relevante Eigenentwicklung dar.
Es wird gezeigt, daß die verwendeten Magnetronzerstaeubungsverfahren unter definierten
Bedingungen die Abscheidung von c-BN-Schichten mit guter Homogenitaet bezueglich
Schichtdicke und Phasenreinheit auf der standardmaeßig beschichteten Substratflaeche
erlauben. Der fuer die c-BN-Nukleation notwendige Ionenbeschuß kann mit Hilfe
plasmadiagnostischer Methoden quantifiziert werden. Es wurden fuer die drei
Zerstaeubungsverfahren unterschiedliche Parameter Ionenenergie und Ionenstrom fuer eine
c-BN-Nukleation gefunden. Ein relativ niedriger Ionenstrom kann durch eine hohe
Ionenenergie kompensiert werden und umgekehrt. Die Mikrostruktur und
Wachstumsmechanismen werden in Abhaengigkeit von den Beschichtungsbedingungen
beschrieben und auf einen Wert des physikalisch relevanten Parameters Totalimpulseintrag
pro Boratom zurueckgefuehrt. Ein Schwerpunkt ist die getrennte Untersuchung von
Keimbildung und Wachstum. Nach der c-BN-Nukleation können Ionenenergie und
Ionenmasse deutlich reduziert werden bei Aufrechterhaltung des c-BN-Wachstums. Die
mögliche Reduzierung des Ionenbeschusses waehrend des Wachstums wird hinsichtlich des
Totalimpulseintrages in die Schicht quantifiziert und die Auswirkungen auf das
Schichtwachstum beschrieben. Die haftfesten, homogenen und phasenreinen h-BN und c-BN-
Schichten wurden einer umfassenden Charakterisierung unterzogen. Es werden optische und
mechanische Eigenschaften vorgestellt.
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Grain boundary networks in RABiTS based YBa2Cu3O7[-delta] coated conductorsFernández Gómez-Recuero, Laura 14 April 2004 (has links)
This thesis deals with the transport properties and critical current limitations found in YBa2Cu3O7[-delta] coated conductors prepared by the &quot;rolling assisted biaxially textured substrate&quot; (RABiTS) approach. For this purpose a buffer layer system composed of CeO2 and yttria-stabilised zirconia, and subsequently a YBa2Cu3O7[-delta] film were epitaxially grown by pulsed laser deposition on a biaxially textured metallic substrate. The resulting texture of the YBa2Cu3O7[-delta] film is crucial for the achievement of high critical current densities. A propagation of the granular structure of the metallic substrate into the YBa2Cu3O7[-delta] film was detected, which leads to the formation of a YBa2Cu3O7[-delta] grain boundary network and limits the critical current density of the samples. In order to study this limitation, critical current measurements were performed on the prepared samples at different temperatures and magnetic fields, detecting a transition between intergrain and intragrain current limitation that occurs at the so-called crossover magnetic field. The crossover magnetic field was found to shift to lower values as the temperature was increased. It was concluded that the grain boundary network limits the critical current density of the YBa2Cu3O7[-delta] coated conductor only for magnetic fields below the crossover field. / In der vorliegenden Dissertation werden Transporteigenschaften und die Limitierung der kritischen Stromdichte von YBa2Cu3O7[-delta] Bandleitern untersucht. Für die Präparation wird das epitaktische Schichtwachstum auf biaxial texturierten Substraten genutzt (RABiTS-Technik). Dabei wird mittels gepulster Laserdeposition eine Pufferschicht aus CeO2 und Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxyd (YSZ) und anschließend eine YBa2Cu3O7[-delta] Schicht epitaktisch auf ein Substrat aufgebracht. Die resultierende biaxiale Textur der YBa2Cu3O7[-delta]-Schicht spielt eine Hauptrolle, um möglichst hohe Stromdichten zu erreichen. Es zeigte sich, daß die granulare Struktur des Substrates in die YBa2Cu3O7[-delta]-Schicht übertragen wird und zur Ausbildung eines Korngrenzennetzwerkes führt, welches wiederum die zu erwartende kritische Stromdichte begrenzt. Um die Wirkung des Korngrenzennetzwerkes zu untersuchen, wurden kritische Ströme der gewachsenen Schichten in Abhängigkeit der Temperatur und des angelegten Magnetfeldes gemessen. Es stellte sich heraus, daß die Limitierung des Stroms bei schwachen Magnetfeldern zwischen den einzelnen Körnern bestimmend ist, die dann bei größeren Feldern einer Strombegrenzung innerhalb der Körner weicht. Das beide Bereiche trennende Magnetfeld wird als Übergangsfeld bezeichnet. Daraus kann geschlußfolgert werden, daß das Korngrenzennetzwerk von YBa2Cu3O7[-delta] Bandleitern den Strom nur für magnetische Felder unterhalb des Übergangsfeldes begrenzt.
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Atomistische Modellierung und Simulation des Filmwachstums bei GasphasenabscheidungenLorenz, Erik E. 30 January 2015 (has links) (PDF)
Gasphasenabscheidungen werden zur Produktion dünner Schichten in der Mikro- und Nanoelektronik benutzt, um eine präzise Kontrolle der Schichtdicke im Sub-Nanometer-Bereich zu erreichen. Elektronische Eigenschaften der Schichten werden dabei von strukturellen Eigenschaften determiniert, deren Bestimmung mit hohem experimentellem Aufwand verbunden ist.
Die vorliegende Arbeit erweitert ein hochparalleles Modell zur atomistischen Simulation des Wachstums und der Struktur von Dünnschichten, welches Molekulardynamik (MD) und Kinetic Monte Carlo-Methoden (KMC) kombiniert, um die Beschreibung beliebiger Gasphasenabscheidungen. KMC-Methoden erlauben dabei die effiziente Betrachtung der Größenordnung ganzer Nano-Bauelemente, während MD für atomistische Genauigkeit sorgt.
Erste Ergebnisse zeigen, dass das Parsivald genannte Modell Abscheidungen in Simulationsräumen mit einer Breite von 0.1 µm x 0.1 µm effizient berechnet, aber auch bis zu 1 µm x 1 µm große Räume mit 1 Milliarden Atomen beschreiben kann. Somit lassen sich innerhalb weniger Tage Schichtabscheidungen mit einer Dicke von 100 Å simulieren. Die kristallinen und amorphen Schichten zeigen glatte Oberflächen, wobei auch mehrlagige Systeme auf die jeweilige Lagenrauheit untersucht werden. Die Struktur der Schicht wird hauptsächlich durch die verwendeten molekulardynamischen Kraftfelder bestimmt, wie Untersuchungen der physikalischen Gasphasenabscheidung von Gold, Kupfer, Silizium und einem Kupfer-Nickel-Multilagensystem zeigen. Stark strukturierte Substrate führen hingegen zu Artefakten in Form von Nanoporen und Hohlräumen aufgrund der verwendeten KMC-Methode. Zur Simulation von chemischen Gasphasenabscheidungen werden die Precursor-Reaktionen von Silan mit Sauerstoff sowie die Hydroxylierung von alpha-Al2O3 mit Wasser mit reaktiven Kraftfeldern (ReaxFF) berechnet, allerdings ist weitere Arbeit notwendig, um komplette Abscheidungen auf diese Weise zu simulieren.
Mit Parsivald wird somit die Erweiterung einer Software präsentiert, die Gasphasenabscheidungen auf großen Substraten effizient simulieren kann, dabei aber auf passende molekulardynamische Kraftfelder angewiesen ist.
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Copper Oxide ALD from a Cu(I) <beta>-Diketonate: Detailed Growth Studies on SiO2 and TaNWaechtler, Thomas, Roth, Nina, Mothes, Robert, Schulze, Steffen, Schulz, Stefan E., Gessner, Thomas, Lang, Heinrich, Hietschold, Michael 03 November 2009 (has links)
The atomic layer deposition (ALD) of copper oxide
films from [(<sup>n</sup>Bu<sub>3</sub>P)<sub>2</sub>Cu(acac)]
and wet oxygen on SiO<sub>2</sub> and TaN has
been studied in detail by spectroscopic
ellipsometry and atomic force microscopy.
The results suggest island growth on SiO<sub>2</sub>,
along with a strong variation of the optical
properties of the films in the early stages of
the growth and signs of quantum confinement,
typical for nanocrystals. In addition, differences
both in growth behavior and film properties
appear on dry and wet thermal SiO<sub>2</sub>.
Electron diffraction together with transmission
electron microscopy shows that nanocrystalline
Cu<sub>2</sub>O with crystallites < 5 nm is
formed, while upon prolonged electron
irradiation the films decompose and metallic
copper crystallites of approximately 10 nm
precipitate. On TaN, the films grow in a
linear, layer-by-layer manner, reproducing the
initial substrate roughness. Saturated growth
obtained at 120°C on TaN as well as dry and
wet
SiO<sub>2</sub> indicates well-established ALD
growth regimes.
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© 2009 The Electrochemical Society.
All rights reserved.
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Hochauflösende Rutherford-Streuspektrometrie zur Untersuchung von ZrO2-Schichtwachstum im AnfangsstadiumVieluf, Maik 28 June 2010 (has links) (PDF)
Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen einer Kooperation des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf mit Qimonda Dresden GmbH & Co. OHG. Mithilfe der hochauflösenden Rutherford-Streuspektrometrie (HR-RBS) wurden das Diffusionsverhalten und Schichtwachstum von ZrO2 auf SiO2 und TiN im Anfangsstadium untersucht. Auf Grund der exzellenten Tiefenauflösung von 0,3 nm an der Oberfläche stand die Analyse von Konzentrationsprofilen in ultradünnen Schichten, respektive an deren Grenzflächen im Vordergrund.
Zur qualitativen Verbesserung der Messergebnisse wurde erstmals ein zweidimensionaler positionsempfindlicher Halbleiterdetektor in den Aufbau der HR-RBS implementiert und charakterisiert. Außerdem wurde ein Messverfahren in Betrieb genommen, das mögliche Schädigungen durch den Ioneneintrag in die Messprobe minimiert. Durch die Optimierung der experimentellen Bedingungen und die Entwicklung eines Programmpaketes zur Unterstützung des Analysten konnte ein effizienter Routine-Messablauf erstellt werden.
Im Moment einer binären Kollision zwischen einfallendem Ion und Targetelement kommt es bei kleinem Stoßparameter zu Veränderungen des Ladungszustands der gestreuten Ionen, insbesondere durch die abrupte Geschwindigkeitsänderung des Projektils und der Überlappung der Elektronenwolken. Bei der HR-RBS mit Energie separierendem Dipolmagneten muss zur Interpretation von Streuspektren die Ladungszustandsverteilung der gestreuten Projektile bekannt sein. Erstmalig konnte eine signifikante Abhängigkeit der Ladungszustandsverteilung gestreuter C-Ionen sowohl von der Schichtdicke als auch der Ordnungszahl des detektierten Targetelements,
hier der vierten Nebengruppe, nachgewiesen werden.
Diese gewonnen Erkenntnisse ermöglichten systematische Untersuchungen zum ZrO2-Schichtwachstum im Anfangsstadium. Zur Herstellung der ZrO2-Schichten wurde die Atomlagenabscheidung (ALD) verwendet. Anhand der nachgewiesenen Agglomeration von ZrO2 auf nativen SiO2 wurde mithilfe der Rasterkraftmikroskopie (AFM) zur Bestimmung von Oberflächenrauigkeiten eine Methode konzipiert, welche die Auswirkung lokaler Schichtdickeninhomogenitäten auf die niederenergetische
Flanke eines Streuspektrums berücksichtigt. Auf dieser Grundlage durchgeführte Simulationsrechnungen ergeben, dass keine Diffusion von Zr in die darunter liegende Schicht stattfand, jedoch eine ZrSiO4-Grenzflächenschicht existiert. Für das Wachstum von ZrO2 auf TiN wird aus den hoch aufgelösten Streuspektren ein völlig anderes Verhalten abgeleitet. Messungen zu Oberflächentopografien der TiN-Schicht liefern
nicht zu vernachlässigende Werte für die Rauigkeit. Um den Einfluss der
Oberflächenrauigkeit auf die Form des hoch aufgelösten Spektrums erfassen zu können, wurde eine Software entwickelt. Auf Basis von AFM-Messungen ermöglicht dieses Programm das Extrahieren einer Energieverteilung aus den Weglängen von ausschließlich an der Oberfläche gestreuten Ionen. Unter Berücksichtigung des Effekts der Oberflächenrauigkeit auf die HR-RBS Spektrenform konnte die Diffusion
von Zr in das polykristalline TiN erstmals verifiziert werden. Die Beobachtungen weisen daraufhin, dass bereits nach dem ersten ALD-Zyklus ein geringer Anteil der deponierten Zr-Atome bis in eine Tiefe von etwa 3 nm in das TiN diffundiert. Die vorläufigen Ergebnisse legen Korngrenzendiffusion nahe. / This thesis originated from a cooperation between Research Center Dresden-Rossendorf and Qimonda Dresden GmbH & Co. OHG. By means of High Resolution Rutherford Backscattering Spectrometry (HR-RBS) the diffusion behaviour and layer growth of ZrO2 on SiO2 and TiN in the initial regime were investigated. The analysis of concentration profiles in ultrathin layers and interfaces was the focus of this work, made possible by the excellent depth resolution of less than 0.3 nm near the surface.
For the first time a two-dimensional position sensitive semiconductor detector was implemented and characterized in the setup of the HR-RBS for the improvement of the quality of the measurement results. Furthermore, a measurement procedure was put into operation that allowed the reduction of ion induced damage. Through the optimization of the experimental conditions and the development of a program package for the support of the analyst, an efficient measurement procedure
could be routinely ensured.
At the time of a binary collision between the incident ion and the target element with a small impact factor, the charge state changes frequently, especially due to the abruptly decreasing ion velocity of the projectile and the overlapping of the electron clouds. For HR-RBS with an energy-separating dipole magnet, the charge state distribution of the scattered ions must be known for the interpretation of the measured spectra. For the first time a significant dependence of the charge state distribution of the scattered C ions on the layer thickness as well as atomic number of the detected target elements, here from the fourth subgroup, was emonstrated.
This new knowledge allowed systematic investigations of the ZrO2 layer growth in the initial regime. The ZrO2 layers were produced by means of the atomic layer deposition (ALD). Based on the evidence for agglomeration of ZrO2 on SiO2 a method was introduced, which takes local thickness variations into account during the simulation of the HR-RBS spectra. An accurate statement about the ZrO2/SiO2 interface was possible due to the extraction of the thickness variation by the atomic
force microscopy (AFM). The boundary surface is sharp except for a small intermediate ZrSiO4 layer and no diffusion of Zr atoms in SiO2 could be detected. A quite different behaviour could be derived from high resolution spectra for the growth of ZrO2 on TiN. Measurements of the surface topography of the TiN layer revealed non negligible values for the surface roughness. A program was developed to capture the influence of the surface roughness on the shape of the high resolution spectrum. This
software uses AFM measurements to extract an energy distribution from calculated path length differences for ions scattered at the sample surface. Diffusion of Zr into polycrystalline TiN was demonstrated for the first time taking into account the effect of the surface roughness on the shape of the spectra. This observation indicates that already after the first ALD reaction cycle a small part of the deposited Zr atoms diffuses into the TiN layer up to a depth of 3 nm. Such preliminary results suggest grain boundary diffusion.
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Atomistische Modellierung und Simulation des Filmwachstums bei GasphasenabscheidungenLorenz, Erik E. 27 November 2014 (has links)
Gasphasenabscheidungen werden zur Produktion dünner Schichten in der Mikro- und Nanoelektronik benutzt, um eine präzise Kontrolle der Schichtdicke im Sub-Nanometer-Bereich zu erreichen. Elektronische Eigenschaften der Schichten werden dabei von strukturellen Eigenschaften determiniert, deren Bestimmung mit hohem experimentellem Aufwand verbunden ist.
Die vorliegende Arbeit erweitert ein hochparalleles Modell zur atomistischen Simulation des Wachstums und der Struktur von Dünnschichten, welches Molekulardynamik (MD) und Kinetic Monte Carlo-Methoden (KMC) kombiniert, um die Beschreibung beliebiger Gasphasenabscheidungen. KMC-Methoden erlauben dabei die effiziente Betrachtung der Größenordnung ganzer Nano-Bauelemente, während MD für atomistische Genauigkeit sorgt.
Erste Ergebnisse zeigen, dass das Parsivald genannte Modell Abscheidungen in Simulationsräumen mit einer Breite von 0.1 µm x 0.1 µm effizient berechnet, aber auch bis zu 1 µm x 1 µm große Räume mit 1 Milliarden Atomen beschreiben kann. Somit lassen sich innerhalb weniger Tage Schichtabscheidungen mit einer Dicke von 100 Å simulieren. Die kristallinen und amorphen Schichten zeigen glatte Oberflächen, wobei auch mehrlagige Systeme auf die jeweilige Lagenrauheit untersucht werden. Die Struktur der Schicht wird hauptsächlich durch die verwendeten molekulardynamischen Kraftfelder bestimmt, wie Untersuchungen der physikalischen Gasphasenabscheidung von Gold, Kupfer, Silizium und einem Kupfer-Nickel-Multilagensystem zeigen. Stark strukturierte Substrate führen hingegen zu Artefakten in Form von Nanoporen und Hohlräumen aufgrund der verwendeten KMC-Methode. Zur Simulation von chemischen Gasphasenabscheidungen werden die Precursor-Reaktionen von Silan mit Sauerstoff sowie die Hydroxylierung von alpha-Al2O3 mit Wasser mit reaktiven Kraftfeldern (ReaxFF) berechnet, allerdings ist weitere Arbeit notwendig, um komplette Abscheidungen auf diese Weise zu simulieren.
Mit Parsivald wird somit die Erweiterung einer Software präsentiert, die Gasphasenabscheidungen auf großen Substraten effizient simulieren kann, dabei aber auf passende molekulardynamische Kraftfelder angewiesen ist.:Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Symbolverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 Gasphasenabscheidungen
2.1.1 Physikalische Gasphasenabscheidung
2.1.2 Chemische Gasphasenabscheidung
2.1.3 Atomlagenabscheidung
2.1.4 Methoden zur Simulation von Gasphasenabscheidungen
2.2 Molekulardynamik
2.2.1 Formulierung der Molekulardynamik
2.2.2 Auswahl verfügbarer Molekulardynamik-Software
2.2.3 Molekulardynamische Kraftfelder
2.3 Kinetic Monte Carlo-Methoden
2.4 Datenstrukturen
2.4.1 Numerische Voraussetzungen an Gasphasenabscheidungen
2.4.2 Vergleich der Laufzeiten für verschiedene Datenstrukturen
2.4.3 Effiziente Datenstrukturen
2.4.4 Alpha-Form
3 Methoden und Modelle
3.1 Stand der Forschung
3.1.1 Anwendungen von KMC-Simulationen für die Gasphasenabscheidung
3.1.2 Anwendung von MD-Simulationen für die Gasphasenabscheidung
3.2 Parsivald-Modell
3.2.1 Zielsetzung für Parsivald
3.2.2 Beschreibung des Parsivald-Modells
3.2.3 Annahmen und Einschränkungen
3.2.4 Erweiterungen im Rahmen der Masterarbeit
3.2.5 Behandlung von fehlerhaften Ereignissen
3.3 Laufzeitanalyse von Parsivald-Simulationen
3.3.1 Ereignis-Laufzeit TE
3.3.2 Ereignis-Durchsatz RE
3.3.3 MD-Laufzeit TMD
3.3.4 Worker-Laufzeit Tworker
3.3.5 Serielle Laufzeit T1
3.3.6 Anzahl der parallelen Prozesse p
3.3.7 Workerdichte rhoworker
3.3.8 Parallele Laufzeit Tp
3.3.9 Speedup Sp
3.3.10 Parallele Effizienz Ep
3.3.11 Auswertung der Laufzeitparameter
3.3.12 Fazit
3.4 MD-Simulationen: Methoden und Auswertungen
3.4.1 Zeitskalen in MD-Simulationen
3.4.2 Relaxierungen
3.4.3 Strukturanalysen
3.4.4 Bestimmung der Dichte und Temperatur
3.4.5 Radiale Verteilungsfunktionen, Bindungslänge und Koordinationszahl
3.4.6 Oberfläche, Schichtdicke, Rauheit und Porösität
3.4.7 Reaktionen und Stabilität von Molekülen
4 Simulationen von Gasphasenabscheidungen
4.1 Gold-PVD
4.1.1 Voruntersuchungen
4.1.2 Thermodynamische Eigenschaften
4.1.3 Simulation von Gold-PVD
4.1.4 Skalierbarkeit mit der Simulationsgröße
4.1.5 Fazit
4.2 Kupfer-PVD
4.2.1 Voruntersuchungen
4.2.2 Thermodynamische Eigenschaften
4.2.3 Simulation von Kupfer-PVD
4.2.4 Untersuchung der maximalen Workerdichte
4.2.5 Fazit
4.3 Multilagen-PVD
4.3.1 Multilagen-Simulationen mit Parsivald
4.3.2 Vergleich mit Ergebnissen reiner MD-Simulationen
4.3.3 Vergleich der Parallelisierbarkeit
4.3.4 Fazit
4.4 Silizium-PVD
4.4.1 Voruntersuchungen
4.4.2 Simulationen von Silizium-PVD
4.4.3 Fazit
4.5 Aluminiumoxid-ALD
4.5.1 ReaxFF-Parametersätze
4.5.2 Voruntersuchungen
4.5.3 Fazit
5 Zusammenfassung und Ausblick
5.1 Zusammenfassung
5.2 Ausblick
A Physikalische Konstanten und Stoffeigenschaften
B Datenstrukturen
B.1 Übersicht über KMC-Operationen
B.2 Beschreibung grundlegender Datenstrukturen
B.3 Delaunay-Triangulationen
B.3.1 Ausgewählte Eigenschaften einer Delaunay-Triangulation
B.3.2 Algorithmen zur Konstruktion einer Delaunay-Triangulation
C Ergänzungen zur Laufzeitanalyse von Parsivald
C.1 Einfluss der Ereignis-Laufzeit auf die effiziente Raumgröße weff
C.2 Zusätzliche Einflüsse auf das Maximum der Prozesse pmax
C.3 Abschätzung der maximalen Workerdichte per Random Sequential Adsorption
D Ergänzungen zur Simulation von Gold-PVD
E Multilagen-PVD
E.1 Porenbildung bei Unterrelaxation
E.2 Simulationen mit Lagendicken von jeweils 5 nm
F Simulation der CVD-Precursormoleküle Silan und Sauerstoff
F.1 Stabilität der Precursormoleküle
F.2 Reaktion der Precursormoleküle
Literaturverzeichnis
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